内容介绍
摘 要:在生料配料中掺入煤矸石和危废渣土,并在使用过程中做好安全、环保准备工作,生产实践表明,熟料标准煤耗明显降低,处理危废的同时为企业增加了效益。
关键词:危废渣土;煤矸石;配料;熟料;煤耗
01 存在问题
HQSS公司3000t/d水泥熟料生产线,回转窑规格Ф4.0m×56m,配套第三代篦冷机,熟料标准煤耗在120kg/t左右。多年来一直努力降低煤耗,但效果不明显。直到2023年4月开始在生料配料中增加煤矸石和危废渣土,煤耗有明显的下降。
02 生产情况
2.1 资源调查
我公司周边有危废渣土和煤矸石。危废渣土是建筑垃圾的一种,根据《城市建筑垃圾管理规定》中所称建筑垃圾,是指在新建、改建、扩建、装饰、装修和拆除各类建筑物、构筑物、管网等,过程中所产生的弃土、弃料及其它废弃物。煤矸石(coalgangue,shale)是采煤、洗煤过程中排放的固体废物,是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。
2.2 原燃材料情况
采用煤矸石和危废渣土前的生料配料为石灰石、铁矿污泥(硅质原料)、砂岩(铝质原料)、镁渣(钙质原料)。原燃材料化学分析和煤工业分析数据见表1、表2。
2.3 生料配比
2023年4月9日之前采用表3的配比1,2023年4月10日~25日之间采用配比2~配比5。
表3 生料配比,%
2.4 熟料质量数据
表4 熟料质量情况
03 生产中存在的问题及控制措施氯离子控制措施
3.1 危废渣土配比优化控氯
通过数据对比,增加废渣土后熟料中氯离子、碱含量明显增加,危废渣土配比达到8%熟料中氯离子0.083%,严重超标,危废渣土配比在5%~8%之间氯离子最低0.043%~0.083%,当配合增加2%~3%的煤矸石后,熟料中氯离子0.047%~0.055%之间波动,相对稳定。最佳搭配方案为5%~6%的危废渣土配比,搭配使用3%~2%的煤矸石。氯离子可控制小于0.060%。
3.2 环保数据二氧化硫控制措施
在开始正常使用煤矸石和危废渣土配料后,SO₂含量升高。煤矸石配比2.0%,SO₂由1.2%增加到2%~3%,生料停机后最高到3.0%~4.0%;当煤矸石增加到3.5%时,SO₂增加到4.0%~5.0%,生料磨避峰停机后达到9.0%~11.0%,均值在9.5%左右。为降低SO₂含量,我们采取了以下措施:
(1)在配料上稳定煤矸石配比在2%~3%,可达到降低SO2的目的。
(2)同时中控室停生料磨时慢倒风以避免倒风过快SO₂超标难以控制,必要的时候可以开窑尾收尘入口冷风阀门稀释SO₂含量,开10%冷风阀门可降低约5%左右的SO₂。如果SO₂还是在9.0%以上难以控制下来,及时开生料磨防止SO₂排放超标。通过多次尝试,窑适当减产,降头煤,也可以降低SO₂约5%~15%左右。
3.3 五级椎部、烟室结皮严重的控制措施
由于增加渣土配比,当生料配比达到8%的时候,碱含量、氯离子偏高导致预热器结皮严重,表现在下料管料发黏,斜拉链黄块变多且明显能看见层状黄色结皮料增多,为保证系统稳定及出窑熟料质量稳定,采取以下措施:
(1)优化配比控制渣土配比在5%~6%之间。
(2)在中控操作上优化控制参数分解炉温度控制范围为(890±5)℃;五级下料管温度控制范围为(870±5)℃。增加现场预热器空气炮及音频清灰自动循环喷吹频次,在关键的部位,如C₅、C₄下料管和烟室斜坡、分解炉缩口处空气炮,手动喷吹每班不小于4次;预热器岗位工每班必须清理烟室缩口2次,并记录好结皮情况和清理时间。执行后效果明显黄块料,结皮料明显减少。
3.4 窑系统变化
3.4.1 熟料台时产量得到提高
对比掺加煤矸石及渣土配比前后,生料喂料量增加了10t/h,熟料产量增加约7t/h。
3.4.2 工艺事故明显减少
从2023年4月1日正式开始使用到4月25日执行错峰停窑,在连续运行的近1个月时间内,没有出现过一次因预热器堵塞停窑的工艺事故,同时每次清理烟室缩口的时间都基本在20min以内,缩口结皮明显增多,停窑后检查发现C₄、C₅下料管结皮较之前加重,使用前结皮厚度在10cm左右,使用后结皮厚度在15cm左右,利用停机机会用3d时间彻底清理一次。
3.4.3 熟料强度
熟料3d、28d强度和2022年同期相比基本持平。
3.4.4 头煤喂煤量降低
煤矸石和危废渣土在生料配料中正常使用后,废渣土配比基本稳定在5%~6%之间,煤矸石配比基本在2.5%~3%之间,通过1个月连续运行,可以看出,除了C₄、C₅下料管结皮加重2cm外,其余方面对生产影响很小,产量不变的情况下头煤喂煤量由6.5t/h降至6.2t/h,降低约0.3t/h;尾煤基本持平。
04 效益分析
在生料配料中掺入煤矸石和危废渣土,并在使用过程中做好安全、环保准备工作,生产实践表明,熟料标准煤耗明显降低,处理危废的同时为企业增加了效益(见表5)。
表5 使用渣土、煤矸石配料前后对比情况
使用渣土煤矸石较不使用渣土煤矸石材料成本降低1.66元/,煤耗降低2.5kg/t熟料,影响燃煤成本降低2.25元/,合计影响成本降低3.91元/t,按年产60万t计算,每年可为企业增加238.2万元的效益。
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作者:王 琛,庞英会,王开山
单位:泰山中联水泥有限公司、山东省乡镇企业建材质量监督检验中心、河曲县中天隆水泥有限公司
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